复杂载荷作用下立管触地段损伤管道的动力响应

发布时间：2021-08-12 10:23

　　触地段（Touchdown zone, TDZ）是在役钢悬链线立管（Steel catenary riser, SCR）的关键部位,在复杂载荷作用下,极易形成损伤缺陷,其载荷寿命的评估是深海结构工程中的一个关键问题。本文以大型有限元软件ABAQUS为平台,运用损伤管道实体单元与土弹簧阻尼单元相互作用的模型模拟触地段损伤海底管道在复杂载荷作用下的动力响应,数值计算考虑了管-土相互作用过程中的材料非线性、几何非线性以及接触非线性。讨论了单一环向体积损伤位于触地段管道的不同位置时,触地段损伤管道在不同载荷作用下的动力特性及特征点的动力响应。结果表明,管道所受内外压力以及管道提升端的竖向位移载荷会影响结构的自振频率;体积损伤部位的动力响应较完好部位更剧烈;体积损伤的位置和动力载荷频率对管道动力放大系数的影响很大;当动力载荷的激励频率越接近结构基频时,损伤管道的动力响应及动力放大系数越大。 

【文章来源】：中国海洋大学学报(自然科学版). 2020,50(01)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
1 钢悬连线立管触地段的动力学模型
2 管道结构动力响应方程
3 触地段损伤管道的数值模拟
    3.1 结构模型参数
    3.2 立管触地段的几何构型及损伤位置
    3.3 载荷工况及加载过程
        3.3.1 管道载荷工况
        3.3.2 加载与分析过程
4 结果分析
    4.1 损伤位置对结构动力特性的影响
        4.1.1 损伤位置对自振频率的影响
        4.1.2 内压、外压对管道动力性能参数的影响
        4.1.3 管道提升端位移载荷对其动力特性的影响
    4.2 管道结构的动力响应
    4.3 结构的动力放大系数
        4.3.1 不同损伤管道的动力放大系数
        4.3.2 不同载荷频率对结构动力响应的影响
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]腐蚀海底管线悬跨段的地震响应分析[J]. 孙丽,张新收,张美真.  工程力学. 2013(S1)
[2]钢悬链式立管与海床相互作用模拟方法研究[J]. 黄维平,孟庆飞,白兴兰.  工程力学. 2013(02)
[3]海床土刚度对钢悬链线立管触地点动力响应的影响分析[J]. 白兴兰,黄维平,高若沉.  工程力学. 2011(S1)
[4]钢悬链线立管与海床土体接触问题的ANSYS有限元分析[J]. 郭海燕,高秦岭,王小东.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2009(03)
[5]海洋立管-海床土体接触作用数值分析[J]. 杜金新,Low Y M.  工程地质计算机应用. 2008(04)
[6]弹塑性海床上的管土相互作用分析[J]. 任艳荣,刘玉标,顾小芸.  工程力学. 2004(02)
[7]海底悬跨管道动力响应的试验研究和数值模拟[J]. 李昕,刘亚坤,周晶,马恒春.  工程力学. 2003(02)

博士论文
[1]海底腐蚀管道破坏机理和极限承载力研究[D]. 陈严飞.大连理工大学 2009



本文编号：3338143